一つの山に見えても、実は複数かもしれない
電波望遠鏡で分子線を観測すると、ドップラー効果によってガスの視線速度を調べられます。一本の線が広がっていれば、乱流などによる速度分散が大きい可能性があります。しかし、異なる速度で動く二つ、三つのガスが同じ視線上にあっても、線が広く見えることがあります。
アンモニアNH₃には超微細構造があるため、単純にスペクトルの山を数えればよいわけではありません。光学的厚さや励起条件を含む放射輸送モデルを使い、いくつの速度成分があるかを検討する必要があります。
巨大分子雲11個の観測を調べた
著者らはGreen Bank TelescopeのKEYSTONEサーベイから、距離約0.7〜2.7 kpcにある11個の巨大分子雲を解析しました。NH₃ (1,1)のスペクトルに最大三つの速度成分を同時に当てはめ、それぞれの中心速度や速度分散を地図にしています。
著者らは、NH₃を検出してフィットできた画素の約13％で複数の速度成分を報告しています。それらは主に分子雲の中心部など、大質量星形成と関わる密度の高い領域に分布しています。ただし、明るい領域ほど複数成分を検出しやすいという選択効果も、原著では議論されています。
小さくなった線幅の意味
著者らは、複数成分がある画素では、成分ごとの線幅の中央値が一成分フィットの場合の約1.4分の1になると報告しています。ただし、雲ごとの差も大きく、すべてのスペクトルへ一律の補正をかけられるという結果ではありません。
この論文が分離しているのは、視線方向に重なった速度成分です。それだけでガスの落下や流出を確定したものではありません。著者らは、分離した速度情報を用いて、今後それらの組織的な運動を詳しく調べられると述べています。
星周エンベロープにも通じる問題
この研究の対象は星形成領域です。星周エンベロープでも成分の重なりには注意が必要ですが、本論文が星周ガスの速度構造を検証したわけではありません。著者らの結果は、広い線幅をそのまま一つのガスの激しい運動とみなす前に、複数成分の可能性を調べる重要性を示しています。